柴油机活塞的加工工艺及夹具设计.doc

柴油机活塞的加工工艺及夹具设计 摘 要：柴油机活塞是在高温高压下作长时间连续变负荷的往复运动，它的负荷和工作环境很恶劣，在本设计中将对活塞的加工工艺进行设计，以保证活塞长久稳定的工作。现将设计中所做的工作简要介绍如下：通过对零件的作用及工艺方案分析，拟定毛坯的制造形式及工艺路线，通过分析、比较，最终确定比较合理的机械加工工艺路线。制定工艺路线时主要考虑粗、精加工安排、加工方法选择、工序集中与分散、加工顺序等方面的要求。接着确定加工余量、工序尺寸与公差。经过对工序特点的分析，恰当的选择相应加工设备和工艺装备。接下来经过计算查表确定活塞各主要工序的切削用量并绘制工序卡片，最后设计夹具。关键词：活塞；加工工艺；夹具The Design of Manufacture Process Technology and Machine Tongs of PistonAbstract: Diesel engine piston is a continuous variable load for a long time in the high temperature and pressure to make an reciprocating motion, it very bad about the load and working environment, and it will be make a design about the deep processing for this pistons, to ensure that the pistons long-term stable work in this design. In this design, the working schedule are briefly described as following: to analysis the role of parts and process programs, then development of the rough form of manufacturing and process route, and ultimately determine the reasonable mechanical processing line through analysis and comparison. The main consideration is thick, finishing arrangements, processing methods, processes of centralization and decentralization, the requirements of the processing sequence when formulating process line. Then determine the allowance, processes, dimensions and tolerances. Then to analysis the process characteristics, the appropriate choice of the appropriate processing equipment and process equipment. The next step is to determine the piston all the major processes of cutting parameters and draw process card through calculate and look-up the sheet. At last, design the fixture.Key words: Piston; Deep process; fixture 1 前言活塞是内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏。它的工作情况直接关系到高速内燃机的工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能。活塞的结构和所处的工作环境十分复杂， 在工作状态下受到高压燃气压力、高速往复运动产生的惯性力、侧向压力和摩擦力等周期性载荷作用，产生机械应力和机械变形。高压气体燃烧产生的高温使活 塞顶部乃至整个活塞温度很高，且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。热负荷和机械负荷耦合将导致活塞产生裂纹、活塞环胶结以及拉缸等。因此，活塞设计在内燃机设计中十分关键。本设计以C6110型铝型活塞为例。2 活塞的结构组成和技术要求2.1 活塞的结构组成 活塞按部位不同，分为顶部，头部和裙部三部分. 图1 活塞Fig1 piston图1表示一个铝活塞.弧面1称为活塞的曲顶面,它承受气体的压力,并受到高温气体的直接作用.四个圆环形的槽2,3,4称为环槽,其中4的两个环槽称为气环槽,在气环槽中放置有弹性的活塞环,用以密封活塞顶面以上的燃烧室;2,3分别为矩形槽和梯形槽,在油环槽中放置油环(或称刮油环),它把飞溅到汽缸套内壁上的多余润滑油刮去,使油从油环槽的小孔5中流回曲轴箱. 包括曲顶面和油环在内的部分6称为活塞头部,其余部分7称为活塞裙部,在活塞工作过程起导向作用.活塞中间的贯穿孔9称为活塞销孔.图中10是一个短圆柱面和圆锥面的组合,通常称为止口,它是专门为加工活塞而设置的铺助精基面.在结构上和功能上没有作用.镶嵌环11为高镍铸铁，作用是提高活塞该部位的强度和耐磨性，提高活塞的气密性和寿命。 活塞工作时，顶面和高温气体直接接触，热量由头部传到裙部，头部温度高，热膨胀量大；裙部温度低，热膨胀量小。为了补偿这种不均匀的热变形，把活塞头部的外径设计的比裙部小，同时活塞裙部也设计成上小下大的锥形。2.2 主要技术要求由于铝活塞的技术条件已由国家科技委员会制定了国家标准，各个部分的尺寸公差、形状和位置公差以及表面粗糙度均作了详细的规定，现根据JB393185标准摘要说明如下：2.2.1 裙部外圆 活塞裙部外圆要求与气缸很精密的配合，因为裙部外圆尺寸公差一般为IT6，对于高速内燃机的活塞甚至要达IT5。为了减少机械加工的困难，将活塞裙部和气缸套孔径的制造公差均放大三倍，装配时将活塞按裙部尺寸分成三组，气缸套按孔径尺寸分成三组，将对应的组进行装配，以保证达到要求的间隙。裙部的椭圆度和锥度公差在分组尺寸公差范围内。裙部外圆粗糙度0.4um。2.2.2 活塞销孔的尺寸 为了使活塞销在工作过程中能在孔中自由转动，销孔尺寸公差IT6级以上。为了减少机械加工工作量，活塞销孔和活塞销的装配也采用分组装配法，销孔的圆度不大于0.001mm，圆柱度不大于0.06mm。销孔内圆表面粗糙度 活塞的销孔的位置公差也有一定要求，主要是：1）销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比，即影响发动机的效率，因此必须控制在一定的范围内。对于C6110活塞这一距离为1020.08mm。2）销孔轴心线到裙部轴心线的垂直度影响活塞销、销孔和连杆的受力情况。垂直度误差过大将使活塞销、销孔和连杆单侧受力，活塞在气缸套中倾斜，加剧了磨损。对于C6110活塞。这一垂直度在25.4mm长度上公差为0.014mm。3）销孔轴心线在裙部轴心线的对称度误差也会引起不均匀磨损。对于C6110活塞，规定对称度公差为0.13mm 。2.2.3 活塞环槽的精度 1）活塞环槽平面母线对裙部轴线的垂直度：环槽呈碟形向上倾斜时不大于25：0.07；环槽呈伞形向下倾斜时不大于25：0.03。2）活塞环槽平面对裙部轴线圆跳动不大于0.05mm。3）活塞环槽底径对裙部轴线圆跳动不大于0.15mm。4）活塞环槽上下面平面的粗糙度Ra0.4um2.2.4 活塞的重量 为了保证发动机运转平稳，同一发动机各活塞的重量不应相差很大。对于C6110型柴油机活塞，重量差不得大于活塞名义重量的2.5%。活塞应按重量分组装配。3 活塞加工工艺规程的设计及其加工活塞的特点是壁薄、刚度差，而主要表面（外圆、销孔、环槽）加工精度要求高，在制定工艺过程时必须加以考虑，有下列问题需要研究。3.1 活塞的材料及毛坯的制造 活塞材料应具有高强度、耐磨、致密和密度小、导热性好以及防止“生长”的稳定性。现代内燃机广泛使用铝合金活塞。铝合金导热性好（比铸铁大3-4倍），密度小（约为铸铁的1/3）。因此铝活塞惯性力小，工作温度低，温度分布均匀，对改善工作条件减少热应力延缓机油变质有利。目前铝活塞广泛采用含硅12%左右的共晶铝硅合金制造，外加铜和镍，以提高热稳定性和高温机械性能。本零件的材料采用ZL109，它的化学成分是:Si46%,Cu58%,Mg0.20.5%,Fe1%,其余为Al。 这种材料的工艺性能如下：1、切削性能：ZL109的硬度为100HB，为易切削材料。2、热处理性能： 铝活塞毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。时效处理是将活塞加热至180200，保温68h后，自然冷却，活塞经过时效处理后能增加强度和硬度。筒形活塞毛坯用砂型铸造或用金属模铸造，也有活塞外形用金属模而活塞内腔由内置的干燥芯来铸造。金属模铸造的生产率高，精度高（铝型活塞铸造精度可达IT13 IT15级），活塞销孔也可铸造出，机械加工量小，多用于铝合金活塞。所以该活塞零件的材料选用ZL109，毛坯采用金属型铸造。浇注时活塞顶部朝下，以保证顶部材料有较高的致密性。铸造方法有常压或低压铸造两种。后者压力为588KPa左右，低压铸造使活塞的致密性大大提高，同时又减少了冒口。目前采用的液态模锻新工艺是将液态金属浇入金属模模型内，然后在压力作用下使液态金属结晶凝固成型并产生塑性变形，使毛坯组织致密性、表面粗糙度和材料利用率有进一步改善，同时避免了气孔、缩孔等铸造缺陷。3.2 定位基准的选择定位基准的选择直接影响活塞零件的加工精度和生产效率3.2.1 精基准的选择活塞是一个薄壁零件,在外力作用下很容易产生变形.活塞主要表面的尺寸精度和形位精度的要求都很高,因此希望以一个统一基面定位来加工这些要求高的表面.目前生产活塞的工厂大多采用止口和端面做为统一基准.在精加工时,除精车外圆用止口处的锥面和顶面上的中心孔定位,其余工序都采用止口和端面定位。采用止口和端面（或锥面和中心孔）作为基面有下列优点：1）用这种定位方法可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要表面及其他次要表面。2）活塞裙部在半径方向的刚性差，利用止口和端面（或锥面和中心孔）定位可以沿活塞轴向夹紧，就不致引起严重的变形，从而可以进行多刀切削。3.2.2 粗基准的选择 因为活塞内腔表面是不加工的，所以粗基准的选择应考虑加工表面和不加工表面的位置关系。 为保证活塞壁厚均匀，即内壁和裙部外圆的同轴度达到规定的要求，应选内表面为粗基准。3.3 活塞的加工零件表面的加工方法，首先取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求。根据各加工表面的技术要求，首先选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定各工序、工步的加工方法。选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围、材料的性质及可加工性；工件的结构形状和尺寸大小；生产率要求；工厂或车间的现有设备与技术条件。综合以上几点，查机械加工工艺手册表5.2-6、5.2-8对本零件的加工方法拟订如下：1）对于活塞零件外圆的加工由于活塞外圆的精度要求为IT6，材料为ZL109，这样对于活塞外圆的加工可以考虑选用：粗车半精车精车，这样可以达到的粗糙度为Ra=0.60.1um。2）对于活塞端平面的加工：由于条件是端面的精度要求为IT8级、材料为ZL109，故可采用一次车削完成，这样能达到的精度等级为IT810，粗糙度为Ra=3.21.6um满足要求。3）对于活塞止口的加工：由于这个部分表面是为了加工出精基准而加工的，粗糙度要求不是很高，为Ra1.6um，精度要求为IT6，故可采用两次车削完成，即采用粗车精车的加工方法,这样能达到的精度等级为IT86，粗糙度为=3.21.6um满足要求。4）对于活塞销孔的加工：由于该孔的表面的精度要求为IT6，要求较高，又是对于孔的加工，故可考虑采用：粗镗精镗细镗，这样可以达到的精度等级为IT68，粗糙度为Ra=0.10.6um满足要求。5）对于活塞斜油孔的加工：这个圆孔的表面粗糙度也为Ra小于等于12.5m，对于它的也精度要求也不高，它的孔径小于20mm，可以考虑采用钻来实现，精度也为IT11-IT12。6）对于活塞直油孔的加工：这个圆孔的表面粗糙度也为Ra小于等于12.5m，对于它的也精度要求也不高，它的孔径也小于20mm，故它的加工方法也可以考虑采用钻来实现，精度也为IT11-IT12。7）对于活塞油环槽的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故可以考虑采用直接车削完成。精度等级为IT810，粗糙度为Ra=3.20.8um满足要求。8）对于活塞油环环岸及倒角的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故可以考虑采用直接车削完成。精度等级为IT810，粗糙度为Ra=3.20.8um满足要求。9）对于活塞梯形槽的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故仍可以考虑采用直接车削完成。精度等级为IT810，粗糙度为Ra=3.20.8um满足要求10）对于活塞头部外圆的加工：这个部分的精度要求为IT810，而外圆开始已经进行一次粗车，故可以用一次半精车就可以达到要求，这样可以达到的精度等级为IT68，粗糙度为Ra=0.10.6um满足要求。11）对于活塞镶圈槽、的加工：在这里只它们的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也都不是很高，故仍可以考虑采用直接车削完成。精度等级为IT810，粗糙度为Ra=3.20.8um满足要求12）对镶圈槽槽底的加工：因为前面已经对镶圈槽进行过一次加工了，在这里对槽底的修复加工只要进行一次精车就行了，这样可以达到的粗糙度为Ra=0.60.1um。满足要求。13）对于活塞燃烧室的加工 ：燃烧室的精度要求较高，它的加工余量也较大，所以可以考虑采用：粗车精车这样能达到的精度要求为IT67，粗糙度为Ra=0.60.1um。满足要求 。对其圆角的加工也是采用一次车削完成。14）对于活塞气门内、外槽的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考虑采用直接一次铣削完成。精度等级为IT1112，粗糙度为Ra=3.20.8um满足要求15）对于活塞销孔外端挡圈槽及其倒角的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考虑采用直接车削完成。精度等级为IT810，粗糙度为Ra=3.20.8um满足要求。3.4 加工阶段的划分按加工性质和作用不同，工艺过程一般划分如下加工阶段：粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段；光整加工阶段。本零件对于外圆以及主要的销孔孔的加工质量要求比较高，其余的加工质量要求并不很高，毛坯质量比较高，加工余量小，工件也是有足够的精度，故除了外圆加工时安排了粗车，半精车，精车三个阶段。加工销孔时安排了粗镗，精镗和滚压三个加工阶段。车燃烧室时安排了粗车和精车两个加工阶段。其余的均安排一次性完成加工。3.5 拟定加工工艺路线按照（1）、先粗加工后精加；（2）先基准面加工后其它面加工；（3）、先主要表面加工后次要表面加工；（4）先平面加工后孔加工确的原则拟定如下加工工艺路线：铸造铣浇冒口时效处理粗车外圆车端面车止口、打中心孔粗镗销孔半精车外圆钻斜孔钻直油孔切油环槽车油环槽环岸及其倒角切梯形槽半精车头部外圆切镶圈槽切镶圈槽切镶圈槽槽底精车外圆粗车燃烧室粗车燃烧室圆角精车燃烧室铣气门内槽铣气门外槽精镗销孔车锁环槽细镗销孔终检。3.5.1 其它辅助工序的安排检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序等也是工艺规程的重要组成部分。本零件中外圆以及销孔的粗、精加工之后均安排一次检验工序，个个环槽加工完后也要进行一次检验。切削加工之后，安排去毛刺的处理。零件表层或内部的毛刺，影响装配操作、装配质量以至会影响整机性能，因此应给以充分的重视。在工件进入装配之前，一般都应安排清洗。工件的内孔、壳体的内腔易存留切屑，清洗时应给以特别注意。在工件加工完毕进入装配之前必须安排一次清洗的工序。3.5.2 工序的组合同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序集中，另一种是工序分散。前者是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应的减少。后者是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。它们各有所长。前者有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产效率的机车，节省安装工件的时间，减少工件的搬动次数。而后者可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀也比较简单，对操作工人的技术水平要求比较低。因此考虑到本活塞零件的结构特点和技术要求、以及工厂机床设备、工人技术水平等条件，并看到工序集中和工序分散的优缺点，本零件采用工序分散的原则，也就是每个工序所包含的内容不多，所使用的工艺设备与装备比较简单，易于调整和掌握，同时有利于选用合理的切削用量，减少基本时间。它的设备数量多，生产面积大，设备投资少，易于更换产品，比较适合本产品的加工。3.6 确定加工余量完成某工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量，从毛坯到成品的整个工艺过程中所切除的材料层的厚度成为总余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工序所切除的金属厚度的总和。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。 3.6.1 加工余量的确定方法加工余量的确定通常有三种方法：经验法、分析计算法、查表修正法。对于本设计加工余量的确定主要采用第三种方法。因为考虑到对于影响加工余量的各个误差因素并不是很清楚，而且也没有一定的测量手段和掌握必要的统计分析资料，所以采用分析计算法是不适合的。而经验法确定的加工余量又往往偏大，所以采用查表修正法是最适合的。3.6.2 各工序的加工余量本设计主要以表格简明机械加工工艺手册表113-125为依据来确定加工余量。应用时再结合加工实际情况进行修正，拟定如下：1）粗车外圆、半精车外圆以及精车外圆工序的加工:外圆的最终加工为精车,故根据其尺寸选其加工余量为0.25mm,而粗车后的半精车外圆,选其加工余量为0.7mm,粗车加工余量选为1.25mm。 2）车端面的加工:端面的加工是为了以后加工燃烧室，所以可以采用一次性加工。机械加工余量则选为8mm。 3）车止口工序的加工:止口为一次性加工，单边加工余量为0.7mm。4）粗镗销孔、精镗销孔及第细镗销孔工序的加工:销孔的最终加工为细镗，故根据其尺寸选其加工余量为0.10mm，细镗前的精镗的加工余量可选为0.25mm，而粗镗的加工余量可选为1.5mm。5）钻直、斜油孔工序的加工方法是钻,故它的加工余量直接由它的孔径来决定。6）切油环槽工序的加工:对油环槽的加工是采用一次性铣削加工，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸决定，双边余量为12.87mm。7）车油环槽环岸工序采用的是一次性加工，环岸的双边余量为2.4mm。9）切梯形槽工序对梯形槽的加工是采用一次性铣削加工，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸决定，双边余量为12.3mm10）切襄圈槽、及槽底工序的加工: 对镶圈槽的加工是采用一次性铣削加工，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸决定，双边余量为12.07mm对镶圈槽的加工也是采用一次性铣削加工，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸决定，双边余量为11.81mm。镶圈槽槽底的加工也是一次性加工，镶圈槽槽底的双边余量为1.5mm镶圈槽槽底的双边余量为1mm，。11）粗车燃烧室和精车燃烧室工序的加工：燃烧室的最终加工采用精车，精车余量选为0.48mm，粗车的加工余量23mm。12）铣气门内外槽工序的加工：气门内、外槽的加工均采用一次性铣削加工，加工余量均为7.44mm。13）车销孔外挡圈工序的加工：销孔外端挡圈一次性车削完成，加工余量为3.318mm。以上对于加工余量的确定只是初步确定,还有待进一步的检验与修正。3.7 确定各工序的工艺装备工艺装备的确定包括：机床、夹具、刀具、量具等，以下将分别予以选择确定。3.7.1 机床的选择查机械制造工艺设计手册表4-14-20并结合实际情况对机床的选择如下：1）车外圆及端面:外圆最终的端面圆的同轴度为0.02mm,外圆的最大直径为142mm,整个工件总长为164mm。最终要求内轴孔圆柱度公差为0.013mm。故可选CA6140。它的最大加工长度为750mm，最大加工直径为400mm，主轴转速的级数为24，范围为101400转/分。其他条件也满足要求2）对止口的加工止口加工可以采用粗车止口专机。3）销孔：销孔与活塞轴向的垂直度为100：0.055，径向跳动为0.06，销孔的最大加工直径为60mm，销孔的最大加工长度为141mm。故选择镗床T616，属于卧式镗床，它加工的最大直径为240mm，主轴转速的级数为14，范围为131160转/分。其他等均满足要求。4）钻斜油孔和直油孔：小孔的直径均为3.2mm，钻削深度小于50mm，圆度公差的公差值为0.04mm。故可选用钻床Z512，属于台式钻床，它的最大钻孔直径25mm。主轴转速级数为9，范围为97140转/分5）切油环槽、梯形槽及镶圈槽槽的圆周度为0.08，径向跳动为0.005，最大加工直径均为140mm。故可选用普通车床CA6140，它的最大加工长度为750mm，最大加工直径为400mm，主轴转速的级数为24，范围为101400转/分。其他条件也满足要求6）车燃烧室：燃烧室的加工为大功率切削，故可选CA6140。它的最大加工长度为750mm，最大加工直径为400mm，主轴转速的级数为24，范围为101400转/分。其他条件也满足要求。7）铣气门内、外槽两槽的加工均可采用立式铣床X51，它的主轴端面至工作台面距离为30380mm，主轴中心线至床身垂直导轨面距离为270mm。均满足要求。8）销孔外端挡圈及倒角可以选用普通车床C616，它在刀架上最大加工直径为175mm，主轴转速的级数为11，范围为451980转/分。其他条件也满足要求。3.7.2 夹具的选择本设计的夹具均为随床夹具，并且自成系列。车床夹具有26JC01，26JC02，钻床夹具为油孔钻床夹具。铣床夹具为回转铣床夹具，最后将专门设计一个专用夹具。3.7.3 刀具及量具的选择刀具选择包括刀具的类型构造和材料的选择。主要应根据加工方法、工序应达到的加工精度、粗糙度、工件的材料、生产率、和经济性等因素加以考虑，原则上尽量采用标准刀具，必要时采用各种高生产率的复合刀具。量具的选择应作到量具的精度应与零件的加工精度相适应。量具的量程应与被测零件的尺寸大小相适应。量具的类型应与被测表面的性质、生产类型、生产方式相适应。同时按量具的极限尺寸选择量仪时还与被测尺寸的公差值，测量精度系数，测量工具和测量方法的极限误差有关。 对机床、工夹具及刀量具的选择列表如下：表1 机床、工夹具及刀量具表Table 1 Machine tools, tooling and knife gage list序号工序过程技术要求机床工夹具及刀具1粗车外圆表面粗糙度不大于Ra6.3umCA6140YG6普通车刀2车端面表面粗糙度不大于Ra6.3umCA6140YG8普通车刀3粗车止口打中心孔止口端面对中心线垂直度不大于0.01，止口锥面与轴心线同轴度不大于0.2粗车止口专机长三爪卡盘，YG8普通车刀4粗镗销孔销孔圆柱度不大于0.16，销孔轴线对止口端面垂直度不大于100：0.4T616YG8专用镗刀，销孔量规、止口盘5半精车外圆外圆表面粗糙度Ra3.2umCA6140YG6普通车刀6钻斜油孔3.2油孔，8个，去毛刺Z512直柄麻花钻、钻油孔夹具、游标卡尺7钻直油孔3.2油孔，6个，去毛刺。Z512直柄麻花钻、钻油孔夹具，游标卡尺8切油环槽环槽侧面对裙部轴线的垂直度：300：0.04，槽底与轴线的同轴度不大于0.04，槽侧粗糙度Ra0.8CA6140YG6普通切槽车刀、止口盘，游标卡尺9切环岸及倒角倒角角度为22度CA6140YG6普通车刀、止口盘，游标卡尺10切梯形槽槽底与轴线的同轴度不大于0.04，槽侧粗糙度Ra0.8CA6140YG6普通切槽车刀、止口盘，游标卡尺11半精车头部外圆头部槽底与轴线的同轴度不大于0.04，头部槽成45度，头部外锥度为1度30分。CA6140YG6普通车刀，止口盘，游标卡尺续表1序号工序过程技术要求机床工夹具及刀具12切镶圈槽槽底与轴线的同轴度不大于0.04，槽侧粗糙度Ra0.8CA6140YG8普通切槽车刀、止口座，量规13切镶圈槽槽侧粗糙度Ra0.8CA6140YG6普通切槽车刀、止口盘、量规14切镶圈槽槽底槽底与轴线的同轴度不大于0.02，环槽、槽宽分别为2.20.1/1.50.1CA6140G6普通切槽车刀、止口盘、游标卡尺15精车外圆外圆对轴心线的径向圆跳动部大于0.1CA6140YG6x普通车刀，止口盘，游标卡尺16粗车燃烧室锥度为35度上下偏差10分CA6140YG8普通车刀、止口盘、游标卡尺17粗车燃烧室圆角圆角为R3，端面锥度为10度CA6140YG8普通车刀、止口盘游标卡尺18精车燃烧室燃烧室底半径R13.5CA6140YG6普通车刀、止口盘游标卡尺19铣气门内槽X5180圆柱铣刀，量规，止口座20铣气门外槽X5150圆柱铣刀，量规，止口座21精镗销孔销孔轴心线与活塞轴心线垂直度为100：0.055，径向跳动不大于0.025T616YG8专用镗刀，毛销孔量规22车锁环槽槽的径向跳动不大于0.03，平行度不大于0.4，倒角为0.2*45CA6140YG8普通车刀，止口盘，游标卡尺23细镗销孔滚压面粗糙度Ra0.63um,销孔圆度不大于0.0015，锥度不大于0.003T616V型夹具，滚击器3.8 确定切削用量及基本工时（重点工序）3.8.1 确定切削用量 正确的选用切削用量，对保证产品质量，提高切削效率和经济效益，具有重要的作用。切削用量选择主要依据工件材料，加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度，工艺系统刚度急机床功率等条件。其基本原则是：1）应首先选择一个尽可能大的切削深度；2）其次选择一个较大的进给量；3）最后在刀具和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度。切削用量的选择方法有：计算法和查表法，本设计基本上采用查表法。考虑以上因素并查简明机械加工工艺手册表11-111-35确定如下：车削：1）外圆粗车： 双边余量为1.2mm，取粗车切削深度为0.6mm。 查表确定 进给量f=1.25mm/r 切削速度V=70m/min n=1000v/d 算得n=156.99r/min 根据机床说明， 取n=160r/min，此时切削速度为： 由 V=dn/1000 可算得V=71.34m/min对以后工序切削速度的初选值就不再熬述,直接取其满足机床转速要求的切削速度. 半精车： 双边余量为0.7mm，取切削深度为0.35mm。 查表确定 进给量f=0.45mm/r 切削速度V=112.6m/min 由 n=1000v/d 算得 n=250r/min精车： 双边余量为0.25mm，取切削深度为0.125mm。 查表确定 进给量f=0.35mm/r 切削速度V=143.2m/min 由 n=1000v/d 算得 n=325r/min2）端面 粗车： 单边总余量为8mm，取粗车切削深度为4mm。 查表确定 进给量f=1.5mm/r 切削速度V=58.76m/min n=1000v/d 算得n=125r/min3）止口 一次性车削 ： 单边余量为0.7mm，取车削切削深度为0.7mm。 查表确定 进给量f=1.0mm/r 切削速度V=81.06m/min n=1000v/d 算得n=200r/min4）油环槽 一次性车削： 双边余量为12.87mm，取切削深度为6.635mm。 查表确定 进给量f=0.35mm/r 切削速度V=35.4m/min n=1000v/d 算得n=80r/min5）车环案 一次性车削： 双边余量为2.4mm，取切削深度为1.2mm。 查表确定 进给量f=0.3mm/r 切削速度V=35.4m/min n=1000v/d 算得n=80r/min6）车梯形槽 一次性车削： 双边余量为12.3mm，取切削深度为6.15mm。 查表确定 进给量f=0.35mm/r 切削速度V=35.4in n=1000v/d 算得n=80r/min7）头部外圆 半精车： 双边余量为0.7mm，取切削深度为0.35mm。 查表确定 进给量f=0.45mm/r 切削速度V=111.5m/min n=1000v/d 算得n=250r/min8）车镶圈槽 一次性车削： 双边余量为11.81mm，取切削深度为5.905mm。 查表确定 进给量f=0.35mm/r 切削速度V=30m/min n=1000v/d 算得n=80r/min9）车镶圈槽 一次性车削： 双边余量为12.07mm，取切削深度为6.035mm。 查表确定 进给量f=0.35mm/r 切削速度V=30m/min n=1000v/d 算得n=80r/min10）车镶圈槽槽底 一次性车削： 双边余量为1.5mm，取切削深度为0.75mm。 查表确定 进给量f=0.35mm/r 切削速度V=30m/min n=1000v/d 算得n=80r/min11）燃烧室 粗车： 查表确定 进给量f=0.04mm/r 切削速度V=55.4m/min n=1000v/d 算得n=250r/min精车： 查表确定 进给量f=0.03mm/r 切削速度V=88.7m/min n=1000v/d 算得n=400r/min镗削：1）销孔粗镗： 双边余量为1.5mm，取切削深度为0.75mm。 查表确定 进给量f=0.9mm/r 切削速度V=120m/min n=1000v/3.14d 算得n=800r/min精镗： 双边余量为0.25mm，取切削深度为0.125mm。 查表确定 进给量f=1.2mm/r 切削速度V=125m/min n=1000v/3.14d 算得n=800r/min细镗： 双边余量为0.1mm，取切削深度为0.05mm。 查表确定 进给量f=1.5mm/r 切削速度V=127.3m/min n=1000v/3.14d 算得n=800r/min钻削1）斜、直油孔 一次性钻削： 查表确定 进给量f=0.15mm/r 切削速度V=16.2m/min n=1000v/d 算得n=1610r/min铣削；1）铣气门外槽一次性铣削： 单边余量为7.44mm，取切削深度为7.44mm。 查表确定 进给量0.30mm/r 切削速度V=23m/min n=1000v/3.14d 算得n=90r/min2）铣气门内槽一次性铣削： 单边余量为7.44mm，取切削深度为7.44mm。 查表确定 进给量0.30mm/r 切削速度V=23m/min n=1000v/3.14d 算得n=145r/min3.8.2 基本工时所谓时间定额是指在一定条件下完成一道工序所需要消耗的时间。它是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制以及规划生产面积的重要依据。 时间定额订的过紧，容易导致忽视产品质量的倾向，或者会影响工人的主动性、创造性和积极性。时间定额订的过松又起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。因此合理的制订时间定额对保证产 品质量、提高劳动生产率、降低成本都是十分重要的。1）工时定额的基本组成单件工时定额由下列公式组成 （1）式中 铺助时间，为保证基本时间的完成进行的辅助动作所消耗的时间。如装卸工件、操作机床、测量、改变切削用量等。可从有关表格中查取，也可按 估算。工作地点的服务时间，如调整和更换刀具、修砂轮、润滑檫试机床，清除切屑等。一般可按（0.020.07）（）计算。休息时间，可按0.02（）计算。准备终结时间，成批生产时间，每加工一批之前工人要熟悉工艺文件、领取毛坯、领取和安装工艺装备、调整机床等，加工终了时拆下和归还工装，送成品等。在大批量生产中，每个工作地点常期固定完成一道工序内容，故单件定额中不计入。基本时间，对机床加工工序来说，就是机动时间。它是直接改变生产对象的形状、尺寸、表面质量等消耗的时间。 基本时间和工序时间之和称为工序时间，以Tg表示。即： （2）现在根据技术时间定额的组成确定工序的时间定额： 1）工序一基本时间 （3） (4)带入数据得 其中：刀具的行程长度（mm）主轴每转刀具的进给量（mm/r）进给次数机床主轴每分钟转数（r/min）加工长度（mm）刀具的切入尺寸（mm）刀具的切出尺寸（mm）试切附加长度（mm）辅助时间 辅助时间按 估算,在这里取系数为0.18则 工序时间为 （5）带入数据可得 2）工序二 基本时间 （6） 带入数据得 其中： 端面外径（mm） 端面内径（mm）辅助时间 辅助时间按 估算,在这里取系数为0.17 则工序时间为 （7）带入数据可得 3）工序六基本时间 （8）带入数据得 工序时间 按公式(7)估算 带入数据可得 带入数据可得 4）工序十九 基本时间 （9） 带入数据得 其中： 水平进给量（mm）。工序时间 按公式(7)估算 带入数据可得 把切削用量和工时定额列表如下：4 活塞精度的检验为了保证活塞达到规定的技术条件，必须在加工中及加工完毕后进行技术检查，表2 切削用量及工时定额表Table 2 Cutting the dosage and working hours fixed table工序号工序名称切削深度ap（mm）进给量f（mm/f）切削深度v（m/min）基本时间Tj（min）工序时间Tg（min）15粗车外圆0.61.2571.340.670.79120车端面41.558.760.430.50325车止口0.71.081.060.570.67330粗镗销孔0.750.91200.740.86635半精车外圆0.350.45112.61.061.25140钻斜油孔0.1516.20.150.17645钻直油孔0.1516.20.130.15350切油环槽6.6350.3535.40.520.61455车环岸及倒角1.20.335.41.722.01260切梯形槽6.150.3535.40.941.1165半精车头部外圆0.350.45111.51.041.21770切镶圈槽5.9050.35300.971.13575切镶圈槽5.0350.35300.971.13580切镶圈槽槽底0.750.35300.720.8585精车外圆0.1250.35143.21.151.34690粗车燃烧室0.0455.41.832.141100精车燃烧室0.0388.71.651.931105铣气门内槽80.3232.042.387110铣气门外槽80.3231.832.141115精镗销孔0.1251.21251.431.673120车销孔外端挡圈及倒角1.50.32301.421.661125细镗销孔0.051.51